Способ изготовления полупроводникового прибора

Авторы патента:

H01L21/31 - с целью образования диэлектрических слоев на полупроводниках, например для маскирования или с использованием фотолитографической технологии (для получения электродных слоев H01L 21/28, герметизирующих слоев H01L 21/56); последующая обработка этих слоев; выбор материалов для этих слоев

Владельцы патента RU 2506660:

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования Кабардино-Балкарский государственный университет им. Х.М. Бербекова (RU)

Использование: в технологии производства полупроводниковых приборов. Сущность изобретения - в способе изготовления полупроводникового диода для формирования пассивирующего покрытия последовательно наносят пять слоев, включающие слой термического диоксида кремния толщиной 0,54 мкм и несколько слоев, наносимые методом химического парофазного осаждения, а именно: диоксид кремния, фосфорно-силикатное стекло, снова диоксид кремния и полуизолирующий аморфный кремний α=Si:O толщиной 0,5 мкм, при этом слой полуизолирующего аморфного кремния наносят при атмосферном давлении и температуре 650°C, в качестве носителя используют азот, а соотношение газовой смеси H₂O и SiH₄ составляет N₂O/SiH₄=0,2. Технический результат изобретения - повышение напряжения пробоя приборов, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных. 1 табл.

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления приборов с повышенным напряжением пробоя.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 1278062 Япония МКИ H01L 27/04] с повышенным пробивным напряжением путем формирования прибора методами фотолитографии и химического осаждения из газовой фазы и ионного легирования нижней обкладки из поликремния р+-типа через тонкий слой диоксида кремния. При этом благодаря различной скорости травления областей с разным содержанием фосфора удается сгладить резкие ступенчатые элементы профили структуры прибора. В таких приборах из-за наличия дефектов в диоксиде кремния ухудшаются электрические параметры приборов.

Известен способ изготовления полупроводникового прибора [Заявка 236539 Япония, МКИ H01L 21/336] с повышенным напряжением пробоя путем формирования электродов затвора на тонком оксидном подзатворном слое из двух слоев: 1-й слой представляет собой n+-поликристаллический кремний легированный имплантацией ионов фосфора, 2-й слой с малым удельным сопротивлением изготовляется из переходного металла или соответствующего силицида.

Недостатками этого способа являются:

- пониженное значение напряжения пробоя;

- низкая технологичность;

- повышенные значения тока утечки.

Задача решаемая изобретением: повышение пробивного напряжения приборов, обеспечивающее технологичность, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Задача решается путем снижения величины поверхностного электрического поля формированием насыщенного кислородом полуизолирующего аморфного кремния (α=Si:O) при атмосферном давлении и температуре 650°C с использованием в качестве носителя азот, при соотношении газовой смеси N₂O/SiH₄=0,2.

Технология способа состоит в следующем: на исходной пластине n-типа кремния формируют анодную р-область путем диффузии бора дозой 2·10¹⁸ см^-3. Затем создают ограничительную область n+ и катод диффузией фосфора. Также с помощью диффузии формируют внутреннюю область p+, после чего удаляют термический окисел, образовавшийся в процессе диффузии, а затем наносят пять слоев пассивирующего покрытия включающие слой термического диоксида кремния толщиной 0,54 мкм и несколько слоев наносимые методом химического парофазного осаждения, а именно: диоксид кремния, фосфорно-силикатное стекло (0,4 мкм), снова диоксид кремния 0,16 мкм и полуизолирующий аморфный кремний α=Si:O - 0,5 мкм. Последний слой наносился при атмосферном давлении и 650°C, при этом в качестве носителя использовался азот. Соотношения газовой смеси N₂O и SiH₄ соответствовал N₂O/SiH₄=0,2. Содержание кислорода составляло при этом 13 атомных %. Завершалось изготовление диодов напылением алюминиевых электродов анода и созданием катодного электрода.

По предлагаемому способу были изготовлены и исследованы полупроводниковые приборы. Результаты обработки представлены в таблице.

Таблица
Параметры п\п приборов изготовленных по стандартной технологии	Параметры п\п приборов изготовленных по предлагаемой технологии
Напряжение пробоя, U_проб, В	Ток утечки I_ут; 10⁸, А	Напряжение пробоя, U_проб, В	Ток утечки I_ут; 10⁸, А
26	27	49	1,7
29	20	52	1,2
25	28	48	1,8
31	17	54	0,5
28	22	51	1,2
27	25	50	1,5
32	15	55	0,2
26	28	52	1,8
29	21	54	1,1
31	18	55	0,4
30	19	53	0,5

Экспериментальные исследования показали, что выход годных полупроводниковых приборов, на партии пластин сформированных в оптимальном режиме, увеличился на 20,5%.

Технический результат: повышение напряжения пробоя, обеспечение технологичности, улучшение параметров приборов, повышение качества и увеличение процента выхода годных.

Стабильность параметров во всем эксплуатационном интервале температур была нормальной и соответствовала требованиям.

Предлагаемый способ изготовления полупроводникового прибора путем формирования полуизолирующего аморфного кремния насыщенного кислородом толщиной 0,5 мкм при атмосферном давлении и температуре 650°C с использованием в качестве носителя азот, при соотношении газовой смеси N₂O/SiH₄=0,2 позволяет повысить процент выхода годных приборов и улучшить их надежность.

Способ изготовления полупроводникового диода, в котором для формирования пассивирующего покрытия последовательно наносят пять слоев, включающие слой термического диоксида кремния толщиной 0,54 мкм и несколько слоев, наносимых методом химического парофазного осаждения, а именно диоксид кремния, фосфорно-силикатное стекло 0,4 мкм, снова диоксид кремния 0,16 мкм и полуизолирующий аморфный кремний α=Si:O - 0,5 мкм, при этом последний слой полуизолирующего аморфного кремния наносят при атмосферном давлении и температуре 650°C, при этом в качестве носителя используют азот, а соотношение газовой смеси H₂O и SiH₄ составляет N₂O/SiH₄=0,2.

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и может быть использовано для изготовления микроболометрических матриц неохлаждаемых фотоприемников ИК диапазона.

Способ изготовления полупроводниковой структуры // 2461090

Изобретение относится к области технологии производства полупроводниковых приборов, в частности к технологии изготовления полупроводниковых структур, с пониженной плотностью дефектов.

Способ получения диэлектрической пленки нитрида кремния // 2449414

Изобретение относится к технологии изготовления мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения диэлектрических пленок нитрида кремния. .

Метод получения пленки диоксида кремния // 2449413

Изобретение относится к технологии изготовления мощных транзисторов, в частности к методам получения защитных пленок для формирования активных областей p-n переходов.

Способ защиты полиимидных материалов при травлении // 2447628

Изобретение относится к способам защиты полиимидных материалов при травлении, применяющихся при конструировании радиоэлектронной аппаратуры для самолето- и вертолетостроения, в частности к способу производства полупроводниковых систем, изготавливаемых на основе полиимида, например гибких печатных плат с открытыми выводами.

Способ получения пористого диоксида кремния // 2439743

Изобретение относится к технологии получения полупроводниковых приборов и может быть использовано в производстве твердотельных газовых датчиков паров углеводородов.

Способ плазменного анодирования металлического или полупроводникового объекта // 2439742

Изобретение относится к технологии выращивания оксидных слоев и может быть использовано при создании защитных либо пассивирующих покрытий на поверхности металла или полупроводника.

Структура металл-диэлектрик-полупроводник на основе соединений a3b5 и способ ее формирования // 2420828

Изобретение относится к микроэлектронике и предназначено для изготовления полупроводниковых приборов на основе МДП-структур соединений А3В5. .

Способ изготовления диэлектрической пленки для полупроводниковых структур электронной техники // 2419176

Изобретение относится к электронной технике, а именно к технологии полупроводниковых структур. .

Способ получения фосфоросиликатных пленок // 2407105

Изобретение относится к технологии получения защитных пленок полупроводниковых приборов и интегральных схем. .

Фотоактивированная композиция для травления пленок нитрида кремния // 2507219

Изобретение относится к области производства интегральных микросхем и других электронных устройств, использующих планарную технологию их изготовления, основанную на фотолитографических процессах. Фотоактивированная композиция включает полимерную основу и фоточувствительный компонент. В качестве полимерной основы композиция содержит полиметилметакрилат, в качестве фоточувствительного компонента фторид аммония. Дополнительно композиция содержит протофильный реагент - α-нафтиламин и растворители - ацетон и трифторуксусную кислоту. Соотношение компонентов следующее, мас.%: полиметилметакрилат - 11,8; фторид аммония - 4,7-7,1; α-нафтиламин - 18,3; ацетон - 8,3-10,7; трифторуксусная кислота - 54,5. Использование композиции позволяет упростить технологический процесс получения фотолитографического рисунка в слое кремния, при этом исключаются стадии проявления, задубливания и жидкостного химического травления. Упрощение технологического процесса при использовании предложенной композиции позволяет также существенно уменьшить дефекты получаемых изделий. 3 пр.

Устройство для нанесения фоторезиста методом центрифугирования // 2509390

Изобретение относится к оборудованию для электронной промышленности, а именно к оборудованию для нанесения фоторезиста на подложки методом центрифугирования. Технический результат - уменьшение времени изготовления и увеличение выхода годных изделий - достигается тем, что устройство для нанесения фоторезиста содержит защитный корпус с крышкой, держатель подложек, гайки, вал центрифуги. Защитный корпус закреплен на валу центрифуги. Держатель подложек установлен на вал центрифуги и закреплен гайками. Держатель подложек содержит основание, крышку, ограничительные штифты и заливочные отверстия. На внутренних поверхностях основания и крышки держателя выполнены сквозные пазы со ступенчатой боковой поверхностью для установки подложек. На периферийных частях держателя подложек установлены ограничительные штифты. В крышке держателя подложек выполнены дозировочные отверстия. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Золь-гель способ формирования сегнетоэлектрической стронций -висмут-тантал-оксидной пленки // 2511636

Изобретение относится к технологии полупроводниковой микро- и наноэлектроники, а именно к золь-гель технологии получения сегнетоэлектрических тонких стронций-висмут-тантал-оксидных пленок на интегральных микросхемах, применяемых в частности в устройствах энергонезависимой памяти типа FRAM. Техническим результатом изобретения является обеспечение однородности изготавливаемой сегнетоэлектрической пленки, упрощение контроля над процессом приготовления золя и увеличение срока хранения исходного золя, снижение энергоемкости процесса и снижение его стоимости. В золь-гель способе формирования сегнетоэлектрической стронций-висмут-тантал-оксидной пленки готовят исходные растворы хлорида стронция, хлорида висмута и хлорида тантала. Каждый полученный раствор подвергают ультразвуковой обработке в течение 20-40 минут, выдерживают в течение суток при комнатной температуре и фильтруют. Смешивают растворы в один и выдерживают его в течение суток при комнатной температуре. Образуется пленкообразующий раствор, который наносят на подложку, сушат подложку с нанесенным пленкообразующим раствором при температуре 50-450°С и отжигают пленку в присутствии кислорода при температуре 700-800°С в течение 1-2 часов. В результате получают сегнетоэлектрическую стронций-висмут-тантал оксидную пленку. 5 ил.

Способ осаждения нитрида кремния на кремниевую подложку // 2518283

Изобретение относится к области технологии микроэлектроники и может быть использовано при изготовлении полупроводниковых приборов и/или устройств микросистемной техники на кремниевых подложках, содержащих в своей структуре пленки нитрида кремния различного функционального назначения. Техническим результатом изобретения является повышение качества осаждаемых пленок нитрида кремния методом плазмоактивированного процесса химического осаждения из газовой фазы на кремниевые подложки путем предварительной обработки поверхности подложек в плазме азота, в результате чего увеличивается равномерность осаждения пленки на подложке, снижается количество дефектов в пленке, улучшаются ее оптические и диэлектрические свойства. Способ осаждения пленки нитрида кремния на кремниевую подложку включает: предварительную обработку поверхности кремниевой подложки в плазме азота, подготовку компонентов газовой смеси из 5,2% смеси моносилана с аргоном с расходом 1,05÷1,15 л/ч и азота с расходом 0,07÷0,08 л/ч, из которой формируется пленка нитрида кремния, осаждение пленки нитрида кремния на обработанную поверхность кремниевой подложки непосредственно без разгерметизации реактора после предварительной обработки поверхности кремниевой подложки в плазме азота. 3 з.п. ф-лы, 4 ил.

Способ химического травления полупроводников // 2524137

Использование: для изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем (ИС). Сущность изобретения заключается в том, что химическое травление поверхности полупроводников проводят в травителе, состоящем из следующих компонентов: фтористоводородной (HF), азотной (HNO3) и уксусной (CH3COOH) кислот в соотношении 1:6:3. Технический результат: полное удаление образовавшегося оксида на поверхности полупроводников и сокращение времени обработки.

Способ защиты p-n-переходов на основе окиси бериллия // 2524142

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты поверхности p-n-переходов. Изобретение обеспечивает получение равномерной поверхности, уменьшение температуры и длительности процесса. В способе защиты p-n-переходов на основе окиси бериллия защита поверхности p-n-переходов осуществляется на основе пленки окиси бериллия вакуумным катодным распылением. Создание защитной пленки проводится в печи при температуре 1000°C, температура кристалла 600°С. Окись бериллия в виде порошка, а в качестве несущего агента используется галоген HBr. Устанавливается перепад температур между источником окиси бериллия и полупроводниковым кристаллом. Расстояние между источником окиси бериллия и кристаллом равно 12 см. Контроль толщины защитной пленки осуществляется с помощью микроскопа МИИ-4. Толщина пленки окиси бериллия δ=0,8±0,1 мкм.

Способ защиты поверхности кристаллов p-n переходов // 2524147

Изобретение относится к технологии изготовления полупроводниковых приборов и интегральных схем, в частности к способам защиты кристаллов p-n-переходов. Техническим результатом изобретения является достижение стабильности и уменьшение температуры и длительности процесса. В способе защиты поверхности кристаллов p-n переходов на поверхность кристалла наносят слой защитного стекла, состоящего из смеси микропорошков со спиртом, в состав которого входят: 60% окиси кремния - SiO2 и 28% окиси бора - B2O3. После термообработки в вакууме при температуре 280±10°C в течение 18±2 минут образуется стеклообразная пленка толщиной 0,45±0,5 мкм. Далее производится ее сплавление с нижним слоем стекла при температуре 600°C.

Способ получения стекла из пятиокиси фосфора // 2524149

Использование: для получения мощных кремниевых транзисторов, в частности к способам получения фосфоро-силикатных стекол для формирования p-n переходов. Сущность изобретения заключается в том, что кремниевые пластины загружают в кварцевую лодочку, помещенную в кварцевую трубу, находящуюся внутри нагретой однозонной печи СДОМ-3/100. Через трубу пропускается поток газа носителя - водород (H2), а фосфорный ангидрид (P2O5) помещают в зону источника и нагревают до температуры 300°C, при которой происходит испарение источника. Процесс проводят при следующем расходе газов: О2=40 л/ч, азот N2=500 л/ч. Технический результат: обеспечение возможности осуществления процесса диффузии фосфора с применением твердого источника диффузанта - фосфорный ангидрид (P2O5) при температуре 1050°C и времени - 40 минут, и получить RS=140±10 Ом/см, при котором обеспечивается уменьшение разброса значений поверхностной концентрации по всей поверхности кремниевой пластины и снижение длительности и температуры процесса.

Способ получения слоя диоксида кремния // 2528278

Изобретение относится к технологии микроэлектроники. В способе получения слоя диоксида кремния, включающем загрузку полупроводниковой подложки в реактор, нагрев полупроводниковой подложки до необходимой температуры в диапазоне 300-500°C, подачу паров алкоксисилана, преимущественно - тетраэтоксисилана, и окислителя в виде смеси кислорода и озона, с концентрацией последнего в первом в диапазоне 0-16 вес.%, поддержание рабочего давления в реакторе в диапазоне 0,5-760 мм рт.ст., процесс осаждения осуществляют циклами, состоящими из последовательных импульсов паров алкоксисилана и окислителя, разделенными импульсами продувочного инертного газа, причем длительность импульсов составляет 0,1-20 секунд, а количество циклов рассчитывают из необходимой толщины слоя и скорости осаждения слоя диоксида кремния за один цикл. Изобретение позволяет обеспечить равномерный рост слоев диоксида кремния в условиях реализации процесса, исключающего взаимодействие исходных реагентов или их непрореагировавших остатков в реакторе, и обеспечивает взаимодействие реагентов на нагретой поверхности подложки в адсорбционном слое. 7 ил., 1 табл.

Способ низкотемпературного выращивания оксида кремния // 2532188

Изобретение относится к области низкотемпературных технологий микро- и наноэлектроники и может быть использовано для создания радиационно-стойких интегральных схем и силовых полупроводниковых приборов. Оксид кремния получают путем нагрева кремния в атмосфере кислорода до температуры 250-400°C потоком электронов плотностью в интервале 2,5·1013-1014 см-2·с-1 с энергией 3,5-11 МэВ. Технический результат изобретения состоит в получении высококачественных низкотемпературных оксидов кремния с характерными для высокотемпературных термических оксидов параметрами: плотностью поверхностных состояний (Nss менее 1011 см-2), максимальной величиной критического поля (Екр более 2·105 В/см), минимальным разбросом пороговых напряжений (∆Vt менее 0,1 В) и повышенной радиационной стойкостью (более 106 рад). 1 ил.